烟囱高位组合切口定向爆破倒塌过程数值研究

针对复杂环境下爆破切口高度在百米位置的烟囱定向爆破拆除工程,为研究正三角矩形与倒三角矩形组合切口对烟囱爆破拆除倒塌及受力过程的影响,结合实际工程,利用LS-DYNA有限元软件分别建立两种切口形状下钢筋混凝土分离式共节点烟囱模型,对烟囱倒塌及受力过程进行了系统研究。结果表明,爆破切口形成后,约2~3 s的中性轴稳定时间(切口系数K=0.56~0.58)是烟囱不出现过早下坐和形成定向倾倒趋势的关键条件;支撑部位内侧混凝土承受的压应力要大于外侧混凝土,倒三角矩形较正三角矩形组合切口能够延迟切口角端压剪破坏的发生,延缓支撑部位中性轴后移速度以及使支撑部位承受较高压应力,有利于烟囱避免过早下坐和安全精确定向;由于倒三角矩形组合切口与倒梯形、倒三角梯形组合切口具有一定共性,烟囱高位切口定向爆破切口形状建议优先采用倒三角型切口。     

钢筋混凝土烟囱高位切口爆破拆除数值模拟研究

为进一步研究复杂条件下高耸烟囱分段控制爆破拆除技术,利用高速摄影对钢筋混凝土烟囱高位切口上段筒体爆破拆除倒塌过程进行拍摄,并采用共节点分离式模型,利用DYNA非线性有限元软件对烟囱上段筒体爆破拆除倒塌过程进行了数值计算。结果表明:数值模拟结果和实际吻合较好;高位切口上段筒体倒塌过程可分为爆破切口形成、切口支撑部位变形破坏、筒体下座及定向倾倒和触地解体破碎四个阶段;高位爆破切口形成后,烟囱经历2 s左右时间进行应力重新分布是烟囱完成安全、定向准确爆破拆除的关键条件;高位切口支撑部位变形破坏由受压区开始,向受拉区发展,在此过程中,中性轴向后移动,轴向钢筋受压屈服。     

180m钢筋混凝土烟囱爆破拆除振动监测及分析

介绍了焦作华润电厂180 m钢筋混凝土烟囱分段控制爆破拆除过程中,采用TC4850爆破振动测试仪对重点保护建筑物进行实时振动监测。通过振动监测结果发现:爆破拆除产生的振动速度均在爆破安全规程允许范围内,不会对周围建筑物构成危害;爆破点与地面的高度差越大,则炸药爆炸产生的地面质点振动速度就越小,反之,则越大;烟囱上段筒体倒塌过程一般经历爆破切口形成、中性轴形成及后移、下座、空中下落及定向转动和触地解体5个阶段;约4 s的中性轴形成及后移过程是烟囱完成预定设计方向倒塌的一个关键条件;上段筒体以非整体倒塌状态触地时,可延长触地作用时间并在一定程度上降低塌落振动速度幅值。     

钢筋混凝土烟囱拆除切口中脊高度的计算

拆除钢筋混凝土烟囱时,拆除切口中脊高度的合理选择是拆除成功的重要因素。根据钢筋混凝土烟囱在倒塌至拆除切口闭合时,倾覆力矩大于薄弱面的抵抗力矩的原则来确定钢筋混凝土烟囱定向倒塌的条件及拆除切口中脊高度对其定向倒塌的影响。在考虑烟囱是变截面筒体的情况下,通过对上述条件的分析,得到拆除切口中脊高度的计算公式,与烟囱的结构尺寸、拆除切口薄弱面位置、拆除切口所对圆心角、余留支撑体轴筋承受的拉力有关,不仅仅与烟囱的壁厚有关,与传统的经验公式是有较大差别的。     

高耸烟囱爆破拆除数值模拟及分析

介绍在倒塌空间有限的条件下,180 m高钢筋混凝土烟囱采用距离地面25 m的高位爆破切口爆破拆除的基本设计情况,运用Ansys/Ls-Dyna软件模拟烟囱的倒塌过程,模拟结果与实际拆除结果吻合很好.结合摄影监测和数值模拟,分析了180 m烟囱高位切口爆破拆除的倒塌过程、烟囱倒塌时支撑部失稳破坏过程及其受力情况,研究表明烟囱在爆破切口形成后1.1 ～1.35 s时支撑部于初始闭合角处开始破坏并向后发展,1.85 ～2.0 s时支撑部沿水平方向破坏断裂,支撑部破坏过程中中性轴不断后移.     

钢筋混凝土高烟囱定向爆破拆除倒塌过程研究

烟囱爆破拆除无论是拆除高度还是拆除难度都在日益增大。运用动力学原理建立了钢筋混凝土烟囱在爆破后余留支撑部的应力模型,分析了切口中性轴的变化规律和决定因素,提出用冲压系数 来考虑突加载荷的影响。进而采用共用节点分离式模型,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对钢筋混凝土烟囱倒塌过程进行了数值模拟研究。通过对混凝土和钢筋单元应力-时程曲线的分析,指出共用节点分离式模型能够较好地反映钢筋和混凝土两种材料的力学性能差异。     

180 m同轴超高复杂结构烟囱拆除爆破

为了爆破拆除由183 m高钢结构内筒和外部180 m高钢筋混凝土烟囱组成复杂结构钢内筒混凝土烟囱，通过综合考量该烟囱的复杂结构特点、工程周边环境、施工安全等关键因素，最终确定采用外部结构定向控制爆破、钢内筒结构聚能切割的相结合方法，异步整体一次爆破拆除技术方案。首先对该烟囱两部分筒体进行切口预处理，根据其结构特征，外部钢筋混凝土烟囱类梯形切口加定向窗设计、内部钢筒采用梯形切口并且预留对称支撑结构，并且将烟囱内筒已有的检修平台使用槽钢与钢内筒焊接在一起，烟道口处的钢内筒与混凝土外壁的导流板进行加固，确保拆除爆破时形成协同定向导向作用。考虑到钢内筒的钢筒壁薄、强度高、韧性大等特点，优化爆破拆除时差确定选择精度高的数码电子雷管进行分部分段起爆，确保其倒塌时序实现完美同步定向拆除爆破。最后通过设计防护网、减振沟、减振堤等减小倒塌烟囱触地振动及飞石。结果表明：总体爆破设计方案合理，爆破效果达到预期目标，该工程爆破技术应用及创新设计可为类似工程提供重要参考。     

120 m高钢内筒钢混烟囱爆破拆除技术

在120 m高钢内筒钢筋混凝土烟囱的爆破拆除中,综合考虑工程环境、自身结构特征、安全作业等因素,采用了底部爆破、定向倒塌的控制爆破方案。钢内筒预处理过程中,为确保底部切口预切除后钢内筒的稳定性及烟囱倒塌过程中钢筋混凝土筒体与钢内筒的整体性,在首层检修平台切口侧对称设置4道6股φ10 mm的钢丝绳对钢内筒进行约束。爆破过程中,烟囱按预定方向顺利倒塌,各危害效应均控制在安全范围内,未出现异常情况,达到了预期的爆破效果。其经验可为类似爆破工程提供参考。     

冷却塔高卸荷槽切口爆破拆除倒塌受力破坏过程研究

结合数值仿真结果和大量工程实践摄影资料,对冷却塔高卸荷槽切口爆破拆除倒塌受力破坏机理进行了分析。研究结果表明:冷却塔高卸荷槽切口爆破拆除倒塌过程可分为爆破切口形成、定向偏转下坐切口闭合、塔体初始触地高卸荷槽切口变形破坏、塔体二次变形破坏和塔体随机解体塌落触地5个阶段。爆破切口形成后,保留支撑人字柱临时中性轴形成,在冷却塔定向偏转过程中中性轴逐渐后移,人字柱在轴力、弯矩、剪力和扭矩的共同作用下发生稳定失效、破坏且各对人字柱左右柱受力存在明显差异。塔体的变形破坏由高卸荷槽切口压屈剪切破坏向塔体拉伸挤压力与触地冲击作用反力共同作用破坏或塔体拉伸挤压破坏转变,这与冷却塔结构质量优劣、卸荷槽高度、结构不对称受力等因素有着重要关系。     

45m钢筋混凝土烟囱同向折叠爆破拆除

为了安全实施45m钢筋混凝土烟囱在距33m处高压线和倒塌空间受限环境中的爆破拆除,采取双切口同向折叠爆破拆除技术,最终确定上、下切口延时时间5s,超长的延时时间保证了烟囱上段筒体倾倒加速后下段筒体才开始倾倒,避免烟囱上段筒体倒塌发生前倾现象,缩短了烟囱的倒塌长度,使其在32m以内,确保了高压线的安全。该工程对于烟囱双切口同向折叠及延时时间的选择具有一定的借鉴意义。     

45m钢筋混凝土烟囱同向折叠爆破拆除

为了安全实施45m钢筋混凝土烟囱在距33m处高压线和倒塌空间受限环境中的爆破拆除,采取双切口同向折叠爆破拆除技术,最终确定上、下切口延时时间5s,超长的延时时间保证了烟囱上段筒体倾倒加速后下段筒体才开始倾倒,避免烟囱上段筒体倒塌发生前倾现象,缩短了烟囱的倒塌长度,使其在32m以内,确保了高压线的安全。该工程对于烟囱双切口同向折叠及延时时间的选择具有一定的借鉴意义。     

210 m烟囱超高位切口爆破拆除数值模拟与实践

为了预测烟囱倒塌过程姿态与堆散范围,采用共节点分离式钢筋混凝土模型对210 m烟囱超高位切口爆破拆除过程进行数值模拟,并与工程实践进行比较。结果表明:数值模拟得到的上段筒体倒塌过程姿态与实际爆破的倒塌过程姿态高度一致,即上段筒体在下坐阶段被下段筒体切掉两段,其中一段掉落在烟囱内部,另一段掉落在与倒塌方向相反的背部,从而使上段筒体长度由爆破前75 m缩短为着地时46.73 m,与实际倒塌长度44 m相吻合,模拟计算效果比较理想,其计算结果可为加强烟囱背部周围建筑的安全防护提供参考。     

爆破拆除塔架式钢烟囱塔架对筒体的影响研究

为了研究塔架式钢结构烟囱在爆破拆除倒塌过程中塔架对烟囱筒体的影响,以一座120m高塔架式钢烟囱的爆破拆除工程为背景,根据该烟囱的结构特点,对塔架和烟囱筒体的爆破切口分别进行参数设计,并运用LS-DYNA有限元分析软件进行建模计算,分析了数值模拟与实际倒塌过程时间差异的原因。在此基础上分别对烟囱筒体和塔架式钢烟囱建立模型进行数值求解,为方便对比分析,分别在2个模型中1~7段H型钢架临近的筒体处各选取一个监测点(共7个监测点),对各监测点的时间-应力曲线进行对比分析。分析表明:在塔架式钢烟囱在倒塌过程中,塔架倒塌速度大于筒体,能够加快筒体倒塌的进程,且塔架的助推作用会使筒体在倒塌过程中提前发生下坐现象。     

成都华能电厂210 m钢筋砼烟囱控制爆破拆除

介绍了1座高210 m、底部直径、壁厚分别为19.1 m和0.6 m的钢筋混凝土烟囱的定向控制爆破拆除.针对烟囱高度大、自重近万t的特点,以连续双梯形的爆破切口形式,并根据切口形成后保留截面的应力分析结果,确定了采用多段延时起爆的设计原则,给出了相关的爆破参数和防护技术措施.通过爆破过程中多方位的摄像观测和分析发现,应用多段延时起爆技术逐渐对称地形成爆破切口,有利于烟囱下坐前以及下坐过程中沿预定方向倾倒.     

210m钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除

介绍了一座高210m的钢筋混凝土烟囱的定向爆破拆除。文中介绍了该烟囱爆破切口的选择、爆破参数的选取、延时起爆网路、预处理及安全防护等控制烟囱准确倒向的技术措施;探讨了该烟囱定向拆除爆破的可行性。爆后现场倒塌的烟囱顶端偏离倒塌方向中心线仅1.5m,高210m钢筋混凝土烟囱定向控制爆破取得圆满成功。     

210m钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除

介绍了一座高210m的钢筋混凝土烟囱的定向爆破拆除。文中介绍了该烟囱爆破切口的选择、爆破参数的选取、延时起爆网路、预处理及安全防护等控制烟囱准确倒向的技术措施;探讨了该烟囱定向拆除爆破的可行性。爆后现场倒塌的烟囱顶端偏离倒塌方向中心线仅1.5m,高210m钢筋混凝土烟囱定向控制爆破取得圆满成功。     

基于LS-DYNA的砖烟囱爆破拆除模拟研究

为确保安全地拆除地处复杂环境中的高耸建筑物——砖烟囱,在正式爆破拆除前采用现有的数字技术和计算机科技对砖烟囱爆破拆除进行模拟,这一环节变得越来越必要。试着采用有限元软件LS-DYNA来模拟砖烟囱的爆破拆除倒塌过程。模拟了砖烟囱单向倒塌过程中倒塌倾角与历时的变化关系、倒塌触地长度随时间的变化情况、砖烟囱倒塌过程中的筒体应力分布等,且模拟结果与实际相吻合。通过模拟分析,可知砖烟囱在倒塌过程中的一些特有的变化过程,从而在设计中对某些细节问题加以重视。可见,对砖烟囱爆破拆除进行数值模拟,对具体工程具有一定的实际指导意义和帮助作用,同时对拆除爆破科学研究的发展也有一定的推动作用。     

复杂环境下楼房倒塌过程的计算机模拟

使用ANSYS/LS-DYNA软件对某厂办公楼爆破拆除过程进行了数值模拟。采用SOLIDl64单元MAT_BRITTLE_DAMAGE材料建立了以钢筋混凝土为主的整体式有限元模型,用MAT_ADD_EROSION关键字控制爆破切口的形成和材料的失效,爆破切口形成过程由"时间"开关控制。模拟了办公楼的爆破拆除倒塌过程、倒塌形成的爆堆和倒塌触地后与周围建筑物的距离及倒塌过程中的整体应力分布等,并与实际爆破效果进行了比较,证明了计算机模拟是合理可行的,对具体实际工程具有一定的指导意义。     

复杂环境下楼房倒塌过程的计算机模拟

使用ANSYS/LS-DYNA软件对某厂办公楼爆破拆除过程进行了数值模拟。采用SOLIDl64单元MAT_BRITTLE_DAMAGE材料建立了以钢筋混凝土为主的整体式有限元模型,用MAT_ADD_EROSION关键字控制爆破切口的形成和材料的失效,爆破切口形成过程由"时间"开关控制。模拟了办公楼的爆破拆除倒塌过程、倒塌形成的爆堆和倒塌触地后与周围建筑物的距离及倒塌过程中的整体应力分布等,并与实际爆破效果进行了比较,证明了计算机模拟是合理可行的,对具体实际工程具有一定的指导意义。     

180m高钢筋混凝土烟囱三段单向控制爆破拆除

对复杂环境下180m高钢筋混凝土烟囱,采用三段单向分次控制爆破拆除。采用复式梯形爆破切口,确保烟囱倒塌方向;铺设黄土缓冲垫层和个体特殊防护措施,有效地控制烟囱倒塌触地振动;采用刚性和柔性复合式措施防控爆破飞石;采用高空吊篮法进行高空爆破切口施工。爆破后,烟囱倒塌方向准确,周边建筑物和设施安然无恙,取得了良好的爆破效果,达到了安全、精细和快速爆破拆除的目的,为以后类似爆破工程提供参考。